[發明專利]一種銅基電子封裝材料的制備方法

無效

• 申請號: 201210071809.4
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN102601116A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 姜國圣;王志法;古一
• 申請（專利權）人: 長沙升華微電子材料有限公司
• 主分類號: B21B1/38
• 分類號: B21B1/38;B21B47/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及電子功能復合材料領域，具體指一種銅基電子封裝材料的制備方法。

背景技術：

銅具有高的導熱導電性能，易于加工成形，因而在電子工業中得到了廣泛的應用，但是，銅較軟，熱膨脹系數大，限制了它的進一步應用。難熔金屬鉬則具有強度高、熱膨脹系數小、彈性模量大等特點。因此，將銅和鉬銅復合，充分發揮各自的優勢，可得到單一金屬所不可能具有的特殊性能，如可設計的熱膨脹系數和良好的導電導熱性能。

歐洲專利文獻(EP?1553627A1)闡述了一種銅-鉬銅-銅三層復合板的制造方法，他們采用了軋制復合的方法，鉬銅坯料先經60％以上的預變性，然后兩面覆銅板進行軋制復合而成，這種軋制復合的方法生產銅-鉬銅-銅三層復合板，銅-鉬銅-銅三層界面靠壓力結合，復合板材料界面結合強度低，在后續的軋制生產過程中，容易產生界面分層、邊部開裂的現象，導致產品合格率低，成本高。

發明內容

本發明的目的是提供一種銅基電子封裝材料的制備方法，按照該方法制造銅-鉬銅-銅三層復合板可以大大加強材料界面結合強度，提高產品合格率，降低成本。

本發明是這樣實現的，該銅基電子封裝材料的制備方法，包括下述步驟：

a、將鉬銅合金板置于內腔容量與該鉬銅合金錠大小匹配的石墨模中，使鉬銅合金板兩側側面分別與石墨模內壁之間形成兩側空腔；

b、將銅板置于a工序中所形成之石墨模內的鉬銅合金板兩側空腔，然后將已置入鉬銅合金板和銅板的上述石墨模置入氣氛保護狀態下的加熱爐中加熱至1100-1500℃，待銅板熔化為液體銅填滿空腔并自然冷卻后即得銅-鉬銅-銅三層復合錠坯；

c、將b工序中所得銅-鉬銅-銅三層復合錠坯從上述加熱爐中冷卻后取出，在氣氛保護下加熱至300-1000℃進行軋制減薄加工至設定厚度的銅-鉬銅-銅三層復合錠坯；

d、將c工序中所得減薄之銅-鉬銅-銅三層復合錠坯進行先酸洗后冷軋，再在氣氛保護狀態下加熱到300-1000℃進行熱處理即得成品銅-鉬銅-銅三層復合板。

所述的氣氛保護狀態可以是氫氣、氮氣、氬氣、二氧化碳、一氧化碳上述氣體中任意一種或二種氣體之混合氣體的保護狀態。

成品率按投料計算，中間工序要切頭去尾，邊部存在開裂需要剪切，所以整個成品率不高，廢料較多。復合層板界面剪切強度的測量，參照GB6396-1995將退火后的復合板材加工成剪切拉伸樣，所用檢測儀器為Instron8042電子萬能拉伸試驗機，拉伸速度為2mm/min。

軋制復合方法與本發明方法所得到成品率以及材料界面結合強度比較如下表：

從上表中可以看出，由于本方法的銅和鉬銅合金的界面通過熔融結合，界面結合強度高，在后續的軋制生產過程中，界面不容易產生分層，而且可以減少邊部的開裂現象，用本方法生產的銅/鉬銅/銅電子封裝材料材料界面結合強度高，產品合格率高，成本低。

附圖說明

圖1是銅-鉬銅-銅三層復合板制作結構示意圖

1——鉬銅合金板、2——銅板、3——石墨模、4——加熱爐

具體實施方式

參見圖1，該銅基電子封裝材料的制備方法，包括下述步驟：

a、將鉬銅合金板1置于內腔容量與該鉬銅合金錠大小匹配的石墨模3中，使鉬銅合金板1兩側側面分別與石墨模3內壁之間形成兩側空腔；

b、將銅板2置于a工序中所形成之石墨模3內的鉬銅合金板1兩側空腔，然后將已置入鉬銅合金板1和銅板2的上述石墨模3置入氣氛保護狀態下的加熱爐4中加熱至1100-1500℃，待銅板2熔化為液體銅填滿空腔并自然冷卻后即得銅-鉬銅-銅三層復合錠坯；

c、將b工序中所得銅-鉬銅-銅三層復合錠坯從上述加熱爐4中冷卻后取出，在氣氛保護下加熱至300-1000℃進行軋制減薄加工至設定厚度的銅-鉬銅-銅三層復合錠坯；

d、將c工序中所得減薄之銅-鉬銅-銅三層復合錠坯進行先酸洗后冷軋，再在氣氛保護狀態下加熱到300-1000℃進行熱處理即得成品銅-鉬銅-銅三層復合板。

所述的氣氛保護狀態可以是氫氣、氮氣、氬氣、二氧化碳、一氧化碳上述氣體中任意一種或二種氣體之混合氣體的保護狀態。

本發明的方法制造銅-鉬銅-銅三層復合板可采用普通電解銅和普通粉末冶金方法制備的鉬銅合金板做原料(鉬銅合金中銅含量為20-50wt.％)，將銅熔化，然后在高溫下與鉬銅合金的表面熔融焊合，